Sonneneinstrahlung in Deutschland

Potenzial der Sonneneinstrahlung in Deutschland

2022 schien die Sonne nach Angaben des Deutschen Wetterdienstes  hierzulande im Durchschnitt 2.025 Stunden. Eine solche Betrachtung kann Freunden der Solarenergie jedoch nur als grober Anhaltswert dienen. Denn die Sonneneinstrahlung variiert nicht nur je nach Jahreszeit sehr stark, sondern auch in Abhängigkeit vom Wetter und der Tageszeit. Nachts ist sie nicht zu sehen, tagsüber häufig schon – doch gibt es auch hier größere geografische Unterschiede. Es ist daher wichtig, etwas tiefer in die Details der Sonneneinstrahlung einzusteigen, bevor man sich eine Solaranlage anschafft.

Am sonnenreichsten waren 2022 – wenig verwunderlich – die südlich gelegenen Bundesländer Baden-Württemberg, Bayern und das Saarland. Die Niedersachsen sahen dagegen am wenigsten Sonne. Grundsätzlich lassen sich Solaranlagen aber im gesamten Bundesgebiet mit Gewinn betreiben. Ausschlaggebend sind die individuellen Gegebenheiten an Ort und Stelle sowie eine gute Kalkulation und Planung. So kann die Solarenergieausbeute in sonnenärmeren Gebieten beispielsweise mit Solarmodulen maximiert werden, deren Neigung sich flexibel verstellen lässt oder die der Sonne im Tagesverlauf nachfolgen (sogenannte nachführende Systeme).

Sonne und Wind sind ein gutes Doppel

Darüber hinaus hat jede Medaille zwei Seiten: Mag die Sonne im Norden weniger scheinen, sorgt der stärkere Wind dort für eine bessere Kühlung der Solarmodule. Sie ist ein wichtiger Aspekt, um eine Solaranlage effizient betreiben zu können, denn zu viel Wärme senkt ihre Leistungsfähigkeit deutlich. Außerdem sollte man sich auch von seiner Wahrnehmung nicht aufs Glatteis führen lassen: Solarmodule können diffuse Sonneneinstrahlung ebenfalls sehr gut verwerten. Das ist Sonnenschein, der beispielsweise durch Wolken oder Nebel hindurch auf der Erdoberfläche ankommt. Es braucht also nicht unbedingt Kaiserwetter, um seinen eigenen Strom zu erzeugen.

Eine gute geografische Orientierung bieten die Strahlungskarten des Deutschen Wetterdienstes im Allgemeinen und die Jahreskarte zur Globalstrahlung im Speziellen. Die Globalstrahlung setzt sich zusammen aus der direkten Sonneneinstrahlung bei blauem Himmel sowie der diffusen Sonneneinstrahlung:

2022 wurde eine mittlere Jahressumme der Globalstrahlung von 1.227 kWh pro Quadratmeter erreicht. Es war damit eines der strahlungsreichsten Jahre der letzten Jahrzehnte. Auf der Karte ist gut zu erkennen, dass die Werte im Süden wesentlich höher lagen als im Norden. Das hat nicht nur mit mehr Sonnenschein zu tun: In südlicheren Gefilden strahlt die Sonne steiler auf die Erde ein als in nördlicheren, die Strahlung ist dort also intensiver.

Auch wenn es weiter jährliche Schwankungen geben wird: Aufgrund der erhobenen Daten der letzten 30 Jahre ist anzunehmen, dass sich die Sonneneinstrahlung bei eher höheren Werten einpendeln wird, nicht zuletzt aufgrund des Klimawandels. Weitere Tools und Hilfsmittel für die Planung der eigenen Solaranlage finden Sie hier.

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PV-Anlagen haben großes Potenzial

Wie bringt man das Ganze nun mit der eigenen Solaranlage in Verbindung? Zunächst einmal mit der guten Nachricht, dass die Globalstrahlung gemeinhin auf ebener Fläche gemessen wird. Da die Sonne aber im Tagesverlauf wandert, ändert sich damit auch ihr Einfallswinkel. Hinzu kommt, dass die meisten Solarmodule in einem schrägen Winkel montiert werden, um die Ausbeute zu maximieren. Die erreichbaren Werte sind somit meist höher als in den Karten angegeben. Dennoch bleibt es wichtig, für jeden einzelnen Standort durchzurechnen (oder von Fachleuten durchrechnen zu lassen), welche Ausrichtung und welcher Neigungswinkel der Anlage im individuellen Fall den größten Ertrag verspricht.

Die Umrechnung der Globalstrahlung auf ebener Fläche in einen potenziellen Ertrag einer PV-Anlage beispielsweise in Hamburg oder München ist nicht trivial und von vielen Variablen abhängig. Leichter und genauer geht es mit dem Photovoltaic Geographical Information System der Europäischen Kommission, kurz: PVGIS. Mit dem Rechner kann man abfragen, wie viele Kilowattstunden Solarstrom pro installiertem Kilowatt Peak (kWp) einer PV-Anlage möglich sind, wenn die Anlage optimal ein- und ausgerichtet ist. Faktoren wie der Neigungswinkel und der Typ der verwendeten Solarzellen lassen sich ebenfalls variieren. So kann man leicht erkennen, welche Auswirkungen welche Veränderungen an der Anlage haben würden.

Wie viel Strom eine PV-Anlage erzeugen kann

Um es vorwegzunehmen: Grundsätzlich kann man mit Werten um 1.000 kWh pro kWp jährlich rechnen. Vor allem im Norden können Regionen etwas darunter liegen, im Süden teilweise deutlich darüber. Etwas Puffer sollte man bei seinen Planungen berücksichtigen, denn selten lassen sich alle maßgeblichen Faktoren maximal vorteilhaft realisieren. Manchmal ist möglicherweise ein Teil der Anlage verschattet oder der Standort der Immobilie zwar gut, aber nicht ideal, um eine optimale Ausrichtung und Neigung zu erreichen.

Geht man von einem Vier-Personen-Haushalt aus, werden in der Regel Anlagen mit vier bis fünf kWp installiert. Sie benötigen je nach Ausführung etwa 35 bis 45 Quadratmeter Dachfläche. Das bedeutet also, dass eine solche PV-Anlage 4.000 bis 5.000 kWh Strom pro Jahr produzieren kann. Es gilt jedoch auch hier, vorsichtig zu rechnen, denn das bedeutet nicht, dass der Strom auch vollständig genutzt wird. Meistens ist der Bedarf im Winter höher als im Sommer – also ausgerechnet dann, wenn die Anlage vergleichsweise wenig Strom erzeugt.

Fazit

Das gemäßigte Klima in Deutschland bietet sehr gute Voraussetzungen für Solaranlagen. Es gibt ausreichend Sonnenschein, um sie effizient und wirtschaftlich zu betreiben. Gleichzeitig ist die Einstrahlung nicht so stark und dauerhaft, dass sie größere Herausforderungen an die Kühlung der Solarzellen stellen würde. Dabei spielt es nur eine untergeordnete Rolle, ob man im hohen Norden oder im tiefen Süden wohnt. Natürlich ist es in sonnigeren Gefilden leichter, seinen Stromertrag zu erhöhen. Entscheidender sind jedoch hier wie dort möglichst optimale Standortbedingungen für die Anlage. Eine gut justierte und eingerichtete Anlage in Flensburg kann dann mindestens ebenso gute Dienste leisten wie eine schlecht eingestellte Anlage in Passau.

Globalstrahlung

Strahlungsarten, Einflussfaktoren und regionale Globalstrahlung Die Globalstrahlung bildet eine wichtige Eingangsgröße für die Ertragsberechnung einer Photovoltaikanlage. Unter diesem Begriff versteht… weiterlesen

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